차세대 통신기술 美·獨 추월하나

중국에 ‘양자(量子)통신 시대’가 열린다. 중국이 세계에서 처음으로 해킹이 불가능한 ‘양자과학 실험위성’(양자통신 위성)을 발사하는 데 이어 올해 말까지 2000㎞에 이르는 베이징~상하이 간 양자통신 네트워크 구축을 끝낼 예정이다. 중국이 경쟁국 미국과 독일 등을 따돌리고 차세대 통신 기술로 불리는 양자통신 분야에서 한발 앞서 나가는 계기가 될 전망이다.

●지상 시험 마치고 내몽골 발사센터서 대기

중국 신화통신, 홍콩 영자지 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 등에 따르면 중국 정부는 오는 8월 중순 양자통신 위성을 쏘아올린다. 양자통신 위성은 이달 초 중국과학원에서 작동에 대한 지상 시험을 모두 마치고 네이멍구(內蒙古)자치구와 간쑤(甘肅)성 접경 지역에 있는 주취안(酒泉) 위성발사센터로 옮겨져 막바지 발사 준비에 들어갔다. 중국과학원은 온라인을 통해 주취안 위성발사센터에서 발사에 필요한 시험을 모두 마치면 양자통신 위성은 창정(長征) 2호 로켓에 실려 우주 상공으로 발사될 것이라고 밝혔다. 이 위성은 앞으로 2년간 지구 상공 600㎞ 궤도에서 90분마다 한 바퀴씩 지구를 돌며 지상국과 위성 간 장거리 양자통신을 시도할 예정이다.

현재 양자통신 위성기술은 중국과 미국, 독일 등이 상용화를 위해 총력전을 펼치고 있다. 미국은 2012년 소형 위성에 적용할 수 있는 양자통신 기술을 발표했지만 이후 보안상의 이유로 비공개로 전환했다. 미국 기술 수준은 2008년 발사된 ‘제이슨 2호’ 등 위성 5기가 지상에서 보낸 양자 정보를 반사해 지상으로 되돌려 보내는 역할을 한다는 정도만 알려져 있다. 유럽우주국(ESA)은 10억 유로(약 1조 2536억원)를 투입해 2018년 발사를 목표로 지난해 양자통신 위성 ‘유텔샛 퀀텀’ 제작에 착수했다.

●지상 1200㎞ 원거리서 위성 통신 시험 계획

판젠웨이(潘建偉·중국과학기술대 교수) 중국과학원 양자정보과학 주임은 “양자는 물질을 구성하는 최소 단위로 분할할 수 없기 때문에 복제가 불가능하다”며 “해커 걱정 없는 안전한 통신을 구현할 수 있다”고 자신감을 내보였다. 그러면서 “지상에서 1200㎞ 떨어진 우주 상공에서 위성을 이용한 무선 양자통신을 시험할 계획”이라고 밝혔다. 지금까지 최장 기록은 2007년 독일의 144㎞ 수준이다. 이번에 발사하는 양자통신 위성은 중국과학원과 중국과기대가 공동 개발했다. 정상 운용에 들어가면 중국은 세계 최초로 위성과 지상 사이에 양자통신 시대를 실현하게 된다.

양자통신 위성은 지상에서 레이저로 보낸 양자 정보를 받아 다른 지상국으로 보내고, 양자 암호도 직접 생성하도록 설계돼 있다. 큰 차에 한꺼번에 실어 전달했던 정보를 작은 차 여러 대에 나눠 전달하는 방식인 양자통신 위성은 가장 작은 물리량인 양자의 물리적인 특성을 활용해 정보를 암호화해 전달한다.

●외부 개입·해킹 시도땐 정보 깨져 즉시 발각

양자 암호는 무작위로 생성되고 딱 한 번만 읽을 수 있는 까닭에 송신자와 수신자 외에는 정보를 정확히 읽을 수 없다. 외부에서 개입하거나 해킹을 시도할 경우 양자 상태가 흐트러지면서 정보가 깨지고 해킹 시도는 곧바로 발각된다. 이 때문에 양자통신은 도청과 복제가 원천적으로 불가능한 만큼 차세대 통신 기술로 꼽힌다. 양자통신 중에서도 광섬유를 이용하는 유선 양자통신보다 위성을 활용하는 무선양자 통신이 훨씬 안전하다. 선이 파괴될 우려가 없고 이동성도 갖추고 있다는 장점 덕분이다. 2012년 11월 열린 제18차 공산당 전국대표대회에서 7명의 상무위원에 누가 선출될지 유출되지 않은 것도 양자통신 기술을 이용한 통신망을 사용했기 때문으로 알려져 있다. 중국은 특히 2013년 에드워드 스노든이 미국 국가안보국(NSA)의 전 세계 도·감청을 폭로한 후 양자통신 개발에 박차를 가하고 있다. 이에 따라 중국 정부는 보안이 중시되는 국방과 금융, 행정 분야에서 우선적으로 양자통신망을 적극 활용할 방침이다.

중국 정부는 양자통신 위성 발사와 함께 베이징과 상하이 간 양자통신 네트워크 구축을 완료하는 등 지상의 양자통신망 건설도 본격화할 계획이다.

●올 베이징~상하이 2000㎞ 양자통신망 완료

중국은 올해 말까지 정치 중심지인 베이징에서 허난(河南)성, 안후이(安徽)성 허페이(合肥) 등을 거쳐 경제 중심지인 상하이까지 2000㎞에 이르는 양자통신 네트워크 구축을 완료한다고 중국과학원이 밝혔다. 2013년부터 본격적으로 네트워크 구축 작업에 들어갔으며 연말에 완공되면 세계에서 가장 긴 양자통신 네트워크가 된다. 신화통신은 “양자통신 네트워크는 중앙정부와 군, 은행 같은 주요 산업 분야에서 적극적으로 활용될 것”이라며 “2030년까지는 전 세계로 확대될 것으로 기대된다”고 전했다.

천젠(陳劍) 중국 중신(中信)증권 애널리스트에 따르면 2020년 중국 양자통신 시장 규모는 전용망 105억 위안, 공공망 75억 위안, 기타 30억 위안 등 모두 210억 위안(약 3조 5765억원)에 이른다. 여기에다 운영 부문 150억 위안, 설비 부문 30억 위안 등 양자통신 부가시장도 이와 비슷한 규모가 될 것으로 추산됐다.

khkim@seoul.co.kr